Free Press

Pierwsze odkrycia

• Voyager 1 był pierwszym statkiem kosmicznym, który przekroczył heliosferę, granicę, na której wpływy spoza naszego Układu Słonecznego są silniejsze niż te pochodzące od naszego Słońca.
• Voyager 1 jest pierwszym obiektem stworzonym przez człowieka, który zapuścił się w przestrzeń międzygwiezdną.
• Voyager 1 odkrył cienki pierścień wokół Jowisza i dwa nowe księżyce jowiszowe: Thebe i Metis.
• Na Saturnie Voyager 1 znalazł pięć nowych księżyców i nowy pierścień zwany pierścieniem G.

Kluczowe daty

5 września 1977 roku: Start

Marzec 5, 1979: Przelot nad Jowiszem

Nov. 12, 1980: Przelot Saturna

17 lutego 1998: Staje się najbardziej odległym obiektem stworzonym przez człowieka po wyprzedzeniu sondy NASA Pioneer 10

1 stycznia 1990: Misja Voyager Interstellar Mission (VIM) oficjalnie rozpoczęta

16 sierpnia 2006: Osiągnięto 100 jednostek astronomicznych

1 sierpnia 2012: Voyager 1 wchodzi w przestrzeń międzygwiezdną

Model 3D bliźniaczych sond kosmicznych Voyager należących do NASA. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)’ Download Options

In Depth: Voyager 1

Należący do NASA Voyager 1 został wystrzelony po Voyagerze 2, ale z powodu szybszej trasy opuścił pas asteroid wcześniej niż jego bliźniak, wyprzedziwszy Voyagera 2 15 grudnia 1977 roku.

Rozpoczął swoją misję obrazowania Jowisza w kwietniu 1978 roku, kiedy znajdował się około 165 milionów mil (265 milionów kilometrów) od planety. Obrazy odesłane do stycznia 1979 roku wskazywały, że atmosfera Jowisza była bardziej burzliwa niż podczas przelotów Pioneera w latach 1973-1974.

Począwszy od 30 stycznia 1979 roku, Voyager 1 robił zdjęcia co 96 sekund przez 100 godzin, aby wygenerować kolorowy film poklatkowy przedstawiający 10 obrotów Jowisza.

10 lutego 1979 roku statek kosmiczny przekroczył granicę systemu księżyców Jowisza, a na początku marca odkrył cienki pierścień okrążający Jowisza (mniej niż 19 mil lub 30 kilometrów grubości).

Najbliższe spotkanie Voyagera 1 z Jowiszem nastąpiło o 12:05 UT 5 marca 1979 roku, w zasięgu około 174 000 mil (280 000 kilometrów), po czym napotkał kilka księżyców Jowisza, w tym Amalthea (w zasięgu 261 100 mil lub 420 200 kilometrów), Io (13 050 mil lub 21 000 kilometrów), Europa (45,830 mil lub 733 760 kilometrów), Ganymede (71 280 mil lub 114 710 kilometrów) i Callisto (78 540 mil lub 126 400 kilometrów), w tej kolejności, zwracając spektakularne zdjęcia ich terenu i otwierając zupełnie nowe światy dla naukowców planetarnych.

Jednym z najciekawszych odkryć był Io, gdzie obrazy pokazały dziwaczny żółty, pomarańczowy i brązowy świat z co najmniej ośmioma aktywnymi wulkanami wyrzucającymi materiał w przestrzeń, co czyni go jednym z najbardziej (jeśli nie najbardziej) aktywnych geologicznie ciał planetarnych w Układzie Słonecznym. Obecność aktywnych wulkanów sugeruje, że siarka i tlen w przestrzeni Jowisza mogą być wynikiem pióropuszy wulkanicznych z Io, które są bogate w dwutlenek siarki.

Sonda kosmiczna odkryła również dwa nowe księżyce, Thebe i Metis.

Po spotkaniu z Jowiszem, Voyager 1 zakończył wstępną korektę kursu 9 kwietnia 1979 roku, przygotowując się do spotkania z Saturnem. Druga korekta kursu 10 października 1979 roku zapewniła, że statek nie uderzy w księżyc Saturna, Tytan.

Przelot sondy przez system Saturna w listopadzie 1979 roku był równie spektakularny, jak jej poprzednie spotkanie.

Voyager 1 znalazł pięć nowych księżyców, system pierścieni składający się z tysięcy pasm, klinowe, przejściowe chmury maleńkich cząsteczek w pierścieniu B, które naukowcy nazwali „szprychami”, nowy pierścień (pierścień G) oraz satelity „pasterskie” po obu stronach pierścienia F — satelity, które utrzymują pierścienie w dobrym stanie.

Podczas przelotu sonda sfotografowała księżyce Saturna: Tytan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione i Rhea. Z otrzymanych danych wynika, że wszystkie księżyce składają się w dużej mierze z lodu wodnego.

Prawdopodobnie najciekawszym celem był Tytan, którego Voyager 1 minął o 05:41 UT 12 listopada 1979 roku, w odległości około 2500 mil (4000 kilometrów).

Zdjęcia pokazały gęstą atmosferę, która całkowicie ukryła powierzchnię. Statek kosmiczny stwierdził, że atmosfera księżyca składa się w 90% z azotu. Ciśnienie i temperatura na powierzchni wynosiły odpowiednio 1,6 atmosfery i minus 292 stopnie Fahrenheita (minus 180 stopni Celsjusza).

Dane atmosferyczne sugerowały, że Tytan może być pierwszym ciałem w Układzie Słonecznym, oprócz Ziemi, gdzie na powierzchni może istnieć ciecz. Ponadto, obecność azotu, metanu i bardziej złożonych węglowodorów wskazywała, że na Tytanie mogą być możliwe prebiotyczne reakcje chemiczne.

Najbliższe zbliżenie Voyagera 1 do Saturna nastąpiło o 23:46 UT 12 listopada 1980 roku, w odległości około 78 290 mil (126 000 kilometrów).

Po spotkaniu z Saturnem, Voyager 1 skierował się na trajektorię ucieczki z Układu Słonecznego z prędkością około 3,5 AU (325 milionów mil lub 523 milionów kilometrów) na rok, 35 stopni poza płaszczyznę ekliptyki w kierunku północnym i w ogólnym kierunku ruchu Słońca względem pobliskich gwiazd.

Z powodu szczególnych wymagań dotyczących przelotu na Tytana, statek kosmiczny nie został skierowany na Urana i Neptuna.

W dniu 14 lutego 1990 r. kamery Voyagera 1 zostały skierowane do tyłu i uchwyciły około 60 obrazów Słońca i planet – pierwszy „portret” naszego Układu Słonecznego widziany z zewnątrz. Zdjęcia zostały wykonane, gdy sonda znajdowała się około 40 AU od Słońca (3,7 miliarda mil lub 6 miliardów kilometrów).

Mozaika tych obrazów stała się obrazem „Bladej Niebieskiej Kropki” rozsławionym przez profesora Uniwersytetu Cornella i członka zespołu naukowego Voyagera Carla Sagana (1934-1996).

Obraz ten został również nazwany „Portretem rodzinnym Układu Słonecznego” – mimo że Merkury i Mars nie są widoczne. Merkury był zbyt blisko Słońca, aby go zobaczyć, a Mars był po tej samej stronie Słońca co Voyager 1, więc tylko jego ciemna strona zwrócona była w stronę kamer.

Te obrazy były ostatnimi z 67 000 zdjęć wykonanych przez dwie sondy kosmiczne Voyager. Ich kamery zostały wyłączone, aby oszczędzić energię i pamięć dla misji międzygwiezdnej.

Wszystkie spotkania planetarne ostatecznie zakończyły się w 1989 roku, a misje Voyagera 1 i 2 zostały ogłoszone częścią Voyager Interstellar Mission (VIM), która oficjalnie rozpoczęła się 1 stycznia 1990 roku.

Celem nowej misji jest rozszerzenie badań NASA nad Układem Słonecznym poza sąsiedztwo planet zewnętrznych do zewnętrznych granic strefy wpływów Słońca, a być może poza nią.

Specyficzne cele obejmują zbieranie danych na temat przejścia między heliosferą – regionem przestrzeni zdominowanym przez pole magnetyczne Słońca i pole słoneczne – a ośrodkiem międzygwiazdowym.

W dniu 17 lutego 1998 roku Voyager 1 stał się najodleglejszym istniejącym obiektem stworzonym przez człowieka, gdy w odległości 69,4 AU od Słońca wyprzedził Pioneera 10.

W dniu 16 grudnia 2004 roku naukowcy ogłosili, że Voyager 1 odnotował wysokie wartości natężenia pola magnetycznego w odległości 94 AU, wskazując, że osiągnął szok końcowy i wszedł w obszar heliosheath. Statek kosmiczny ostatecznie opuścił heliosferę i rozpoczął pomiary środowiska międzygwiezdnego 25 sierpnia 2012 roku, będąc pierwszym statkiem kosmicznym, który to zrobił.

5 września 2017 roku NASA uczciła 40. rocznicę wystrzelenia Voyagera 1, który nadal komunikuje się z NASA Deep Space Network i wysyła dane z czterech wciąż działających instrumentów – teleskopu promieni kosmicznych, eksperymentu niskoenergetycznych cząstek naładowanych, magnetometru i eksperymentu fal plazmowych.

Każdy Voyager przenosi wiadomość, przygotowaną przez zespół pod kierownictwem Carla Sagana, w postaci pozłacanego miedzianego dysku o średnicy 12 cali (30 centymetrów) dla potencjalnych istot pozaziemskich, które mogą znaleźć statek kosmiczny.

Podobnie jak tabliczki na Pionierach 10 i 11, płyta ma symbole pokazujące położenie Ziemi względem kilku pulsarów.

Płyty zawierają również instrukcje odtwarzania ich za pomocą kasety i igły, podobnie jak w odtwarzaczu płyt winylowych.

Dźwięk na płycie zawiera pozdrowienia w 55 językach, 35 dźwięków z życia na Ziemi (takich jak pieśni wielorybów, śmiech, itp.), 90 minut ogólnie zachodniej muzyki, w tym wszystko od Mozarta i Bacha do Chucka Berry i Blind Willie Johnsona. Zawiera również 115 obrazów z życia na Ziemi i nagrane pozdrowienia od ówczesnego prezydenta USA Jimmy’ego Cartera (1924- ) i ówczesnego sekretarza generalnego ONZ Kurta Waldheima (1918-2007).

Dwa Voyagery są teraz ponad 11 miliardów mil (18 miliardów kilometrów) od Słońca i daleko od jego ciepła. Aby zapewnić, że zabytkowe roboty nadal będą zwracać najlepsze możliwe dane naukowe, inżynierowie misji w 2019 roku rozpoczęli wdrażanie nowego planu zarządzania nimi. Plan obejmuje dokonywanie trudnych wyborów, w szczególności dotyczących instrumentów i pędników na statku kosmicznym.

Podczas jowiszowego etapu swojej podróży Voyager 1 zbadał gigantyczną planetę, jej magnetosferę i księżyce w sposób bardziej szczegółowy niż poprzedzające go sondy kosmiczne Pioneer. Voyager 1 wykorzystał również Jowisza jako trampolinę do Saturna, stosując technikę wspomagania grawitacyjnego.

Voyager 1 odniósł sukces na wszystkich liczbach Jowisza, z jednym wyjątkiem eksperymentów wykorzystujących jego fotopolarymetr, który nie zadziałał.

Okazało się, że atmosfera Jowisza jest bardziej aktywna niż podczas wizyt sond Pioneer 10 i 11, co zapoczątkowało ponowne przemyślenie wcześniejszych modeli atmosfery, które nie mogły wyjaśnić nowych cech.

Sonda sfotografowała księżyce Amalthea, Io, Europa, Ganymede i Callisto, po raz pierwszy ukazując szczegóły ich terenu.

Najprawdopodobniej najbardziej zdumiewającym odkryciem Voyagera 1 było to, że Io posiada niezwykle aktywne wulkany, zasilane ciepłem generowanym przez rozciąganie i rozluźnianie, które księżyc znosi co 42 godziny, gdy jego eliptyczna orbita zbliża się, a następnie oddala od Jowisza. To odkrycie zrewolucjonizowało koncepcję naukowców dotyczącą księżyców planet zewnętrznych.

Sonda kosmiczna odkryła również cienki pierścień wokół planety (czyniąc ją drugą planetą, o której wiadomo, że posiada pierścień), oraz dwa nowe księżyce: Thebe i Metis.

Saturn Accomplishments

Voyager 1 był drugą sondą kosmiczną, która odwiedziła Saturna. Zbadał planetę, jej pierścienie, księżyce i pole magnetyczne bardziej szczegółowo niż było to możliwe dla jego poprzednika, Pioneer 11.

Voyager 1 osiągnął wszystkie swoje cele z wyjątkiem eksperymentów zaplanowanych dla jego fotopolarymetru, który nie zadziałał.

Sonda kosmiczna znalazła trzy nowe księżyce: Prometeusza i Pandorę, księżyce „pasterskie”, które utrzymują dobrze zdefiniowany pierścień F, oraz Atlasa, który w podobny sposób pastwi się nad pierścieniem A.

Odkryto, że największy księżyc Saturna, Tytan, ma gęstą atmosferę, która ukrywa jego powierzchnię przed kamerami i teleskopami światła widzialnego. Instrumenty sondy kosmicznej wykazały, że składa się ona głównie z azotu, podobnie jak ziemska atmosfera, ale ciśnienie na powierzchni jest 1,6 razy wyższe niż nasze.

Sonda kosmiczna zobrazowała również księżyce Mimas, Enceladus, Tethys, Dione i Rhea; ujawniła delikatne struktury złożonego i pięknego systemu pierścieni Saturna; oraz dodała pierścień G do listy znanych pierścieni.

Tak jak wykorzystał grawitację Jowisza, aby pomóc sobie w dotarciu do Saturna, Voyager 1 wykorzystał asystę grawitacyjną na Saturnie, aby zmienić swój kurs i zwiększyć prędkość, co dało mu trajektorię, która zabrała go poza Układ Słoneczny.

Dokonania międzygwiezdne

W sierpniu 2012 roku Voyager 1 został pierwszym statkiem kosmicznym, który przekroczył przestrzeń międzygwiezdną.

Jednakże, jeśli zdefiniujemy nasz Układ Słoneczny jako Słońce i wszystko, co przede wszystkim krąży wokół Słońca, Voyager 1 pozostanie w granicach Układu Słonecznego, dopóki nie wyłoni się z Obłoku Oorta za kolejne 14 000 do 28 000 lat.